非均相臭氧催化氧化作為一種先進的有機污染物處理技術(shù)，其作用機制主要包括以下三個方面：

一、 自由基反應(yīng)機理

自由基機制的核心在于臭氧吸附于催化劑活性位點后被分解為更具氧化性的羥基自由基（·OH）。見下圖1。

在TiO?催化臭氧化硝基苯的研究中，加入叔丁醇后，去除效率降低，表明可能是由于羥基自由基的氧化作用。電子順磁共振證實了TiO?存在加速了臭氧化系統(tǒng)產(chǎn)生羥基自由基。

圖1 臭氧分子分解產(chǎn)生羥基自由基的機理

二、 表面配位絡(luò)合機理

有機物通過配位絡(luò)合作用吸附于催化劑表界面，隨后被臭氧分子氧化分解。早期Andreozzi等發(fā)現(xiàn)，當溶液pH高于MnO?的pHpzc時，MnO?催化活性較低，而當pH低于pHpzc時，MnO?表現(xiàn)出較好催化活性，草酸氧化遵循配位絡(luò)合降解機制?；腔畻钏岬慕到庋芯恳沧C實，有機物先吸附在MnO?催化劑表界面，隨后被臭氧分子攻擊，產(chǎn)生催化活性。負載金屬催化劑的反應(yīng)路徑可分為兩類：一是有機物通過化學(xué)鍵吸附在催化劑表界面，僅起配位絡(luò)合作用；二是有機物和臭氧均吸附在催化劑表界面，通過電子轉(zhuǎn)移發(fā)生氧化還原反應(yīng)。見下圖2。

圖2 負載金屬的催化劑的臭氧催化氧化機理

三、 協(xié)同作用機理

第三種反應(yīng)機理是催化劑與臭氧和有機物均有相互作用，反應(yīng)可以在催化劑表界面和液相主體中發(fā)生。在酸性條件下，臭氧分子反應(yīng)顯著；堿性條件下，臭氧分子和羥基自由基共同作用去除水中有機污染物。使用碳基結(jié)構(gòu)多壁碳納米管降解苯酚時，120分鐘后苯酚轉(zhuǎn)化率達到100%；對于難降解的草酸，反應(yīng)過程中產(chǎn)生H?O?，自由基抑制劑對草酸降解影響不大，表明催化劑與臭氧和有機物存在相互作用。見下圖3。

圖3 多壁碳納米管（MWCNT）催化氧化草酸可能反應(yīng)機理（R,污染物）

• 技術(shù)創(chuàng)新：深圳科力邇科技有限公司在深入研究非均相臭氧催化氧化作用機理基礎(chǔ)上，開發(fā)出高效非均相臭氧催化劑。采用公司專有技術(shù)，集多種活性金屬氧化物（含貴金屬），高孔隙率微孔成型技術(shù)、親水改性抗污染、防堵塞等技術(shù)為一體。

• 該種非均相臭氧催化劑具有以下技術(shù)創(chuàng)新點：

（1）采用多種過渡金屬氧化物（含貴金屬）為催化組分，優(yōu)化配比以適應(yīng)不同廢水并提供高催化活性。

（2）采用多段精準溫控?zé)Y(jié)技術(shù)，確保活性組分穩(wěn)定，降低生產(chǎn)能耗和催化劑使用過程中的流失率，減少二次污染風(fēng)險。

（3）以高活性組分材料為催化劑載體，采用多孔結(jié)構(gòu)具有較高的比表面積，并摻雜不易流失催化組分，增強催化劑的穩(wěn)定性能。載體機械強度大、使用壽命長。

（4）催化劑可有效降低反應(yīng)活化能，從而達到深度氧化，最大化去除有機污染物。

（5）加速臭氧在水中的自分解，增加水中·OH濃度，提升臭氧氧化效果，氧化效率相較于單純臭氧氧化可提升2～5倍。

（6）采用原子沉積技術(shù)對催化劑進行改性，使催化劑載體具備超親水性，降低污染、結(jié)垢和堵塞風(fēng)險，實現(xiàn)長周期穩(wěn)定運行。

• 高效非均相臭氧催化劑性能參數(shù)：